JPH0334491B2 - - Google Patents
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-
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Description
本発明は、就中、粒子状のヒドロゲルの調製に
関する。 ゲルを用いる用途において、ゲルは粒子状であ
ることがより便利である。通常そのような粒子状
ゲルの調製は、乳化または懸濁重合で調製される
がこの方法では分離と液処理という問題がある。
塊状重合法は上記問題がないかまたは少ないが生
成したゲルはより塊状である。 本発明は、(i)ゲルに膨潤剤を接触させ、(ii)該膨
潤ゲルに剪断力をかけ粒状に粉砕することを特徴
とする粒子状ゲルの調製法を提供する。ここで用
いる「ゲル」の語は、所定の溶液に可溶というよ
りはむしろ膨潤可能な重合体を意味する。通常、
必須ではないが、重合体を膨潤可能にするには化
学的架橋により行つてもよい。かわりに、重合体
が高分子量物質の場合にはこれをもつれた網目状
構造内に取り込んでもよく、また疎水ブロツクを
形成し、両親媒性物質にしてもよい。 本発明の特に好ましい形態に従えば、ゲルはヒ
ドロゲルであり、膨潤剤は水を含有し、要すれば
1種または2種以上の極性液体、例えば、エタノ
ールのような炭素数1〜4のアルカノールを混合
してもよい。しかし、価格と有用性の点からヒド
ロゲルを実質上水からなる膨潤剤で膨潤するのが
好ましい。その場合ヒドロゲルが水性媒体に容易
に加水分解するものはのぞかれる。しかしなが
ら、ヒドロゲルが非水性溶媒、特にクロロホルム
の如き非水性極性溶媒でも膨潤可能であるという
ことも注目に値する。 ヒドロゲルは、(a)(メタ)アクリル酸、(メタ)
アクリルアミドまたは未置換若しくは水酸基置換
エチルもしくはプロピル(メタ)アクリレート、
または(メタ)アクリル酸のポリ(オキシエチレ
ンエステル)、(b)置換もしくは未置換の3〜6員
環を有する環状モノもしくはポリエーテルまたは
3員環をを有する環状イミン、または、(c)置換も
しくは未置換ビニルアルコール、アルデヒド、エ
ーテル、アセタール、ケトン、エステル、または
置換もしくは未置換N−ビニル複素環式化合物、
で示されるモノマー類の少くとも一種から誘導さ
れる残留物から構成される親水性ホモまたはコポ
リマーを含有する。 本明細書中で用いる「(メタ)アクリル」とは
「メタクリル」または「アクリル」または両者を
含有する共重合体を意味する。 (b)で示されるモノマーには、エポキシド類例え
ばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,
2−エポキシブタン、2,3−エポキシブタン、
グリシジルエーテル類、N−(2,3−エポキシ
プロピル)−ピロリドンの如きN−(エポキシ置
換)複素環式化合物類;自身は環状エーテルでは
ないがそれらから誘導されるホモおよびコポリマ
ーはそうであるエピハロヒドリン類例えばエピフ
ルオロヒドリン、エピクロロヒドリンおよびエピ
ブロモヒドリンが挙げられる。他の環状モノーま
たはポリエーテルにはオキセタン、テトラヒドロ
フラン、ジヒドロピラン、ジオキソランおよびト
リオキサンが挙げられる。それらから誘導される
ホモおよびコポリマーには、部分的に炭素数1〜
4のアルキルエーテル化されたセルロース類およ
び澱粉類、イソシアネートまたはポリオキシメチ
レンの如き不飽和環状エーテル基との反応により
架橋してもよいホモまたはコポリ(アルキレンオ
キシド類)、ポリエチレングリコールおよびポリ
プロピレングリコール、およびそれらとマレイン
酸の如きジカルボン酸とのポリエステル類が挙げ
られる。 (c)で示されるモノマー種にはメチルおよびエチ
ルビニルエーテル、メチルビニルケトン、メタリ
ルアルコール、N−ビニルピロリドン、N−ビニ
ルカルバゾール、N−ビニルピロリジン、N−ビ
ニルオキサゾール、N−ビニルメチルオキサゾリ
ドン、ビニルホルマール、ビニルブチラール、ビ
ニルメトキシアセタールが挙げられる。それらか
ら誘導されるホモおよびコポリマーにはポリビニ
ルアセテートおよびポリビニルアルコールが挙げ
られる。 本発明方法はシネレシス(synersis)を示すホ
モまたはコポリマーに適当である。例としてはホ
モまたはコ(ポリエチレンオキシド)が挙けられ
るが、本発明方法に特に適当なものはポリ(エチ
レンオキシド)である。ここで用いる「シネレシ
ス」の語は膨潤ゲルの温度を変えると膨潤ゲルか
ら少くともある膨潤剤が自然に滲出することを意
味する。水性溶媒およびある種の非水溶媒(例え
ばホルムアミドおよび酢酸)で膨潤されたホモお
よびコ(ポリエチレンオキシド)の場合にはシネ
レシスは温度の上昇につれて起こるが非水溶媒で
膨潤された該ポリマーでは一般にシネレシスは温
度の降下につれて起こる。 本発明方法は実質上「微粉(fines)」を有しな
い狭い粒子径分布の、典型的には0.05mm〜7mm、
好ましくは0.1mm〜5mmの平均粒子径をもつ粒子
状ゲルを提供することおよび極めて正確な平均粒
子径の調節は1つまたはそれ以上のパラメータ
ー、即ち(a)ゲルの組成物、(b)膨潤剤の組成物、(c)
膨潤ゲルに剪断応力を掛ける温度、(d)剪断率、(e)
剪断力、(f)剪断手段の種類および構成、および(g)
剪断の持続を適当に調節して達成してもよいこと
がわかる。 (a)に関し、ゲル組成物は通常該ゲルを用いる用
途により決定する。しかしながら、疎水成分また
は化学的架橋の量を相対的に増やせば、水性媒体
との接触により生ずる膨潤量が減少し、(b)〜(g)の
パラメーターを一定にすれば、剪断膨潤ゲルの平
均粒子径を増加させる。逆の関係もまた成り立
つ。 (b)に関し、膨潤剤の組成物は、(a)と(c)〜(g)のパ
ラメーターを一定にすれば、膨潤の程度と剪断お
よび膨潤されたゲルの粒子径を制御できる。例え
ば水性膨潤剤中の炭素数3または4のアルカノー
ル量を(ヒドロゲルポリマーに関して)相対的に
増大すれば膨潤量は減少し、剪断され膨潤された
ゲルの平均粒子径は増大する。しかしながら、対
照的にエタノール/水混合物の比を組成物重量で
ほぼ1:1に近づけることにより、膨潤剤として
の水に関する膨潤量が少し増大し、剪断し膨潤し
たゲルの平均粒子径は減少する。ゲルが加水分解
またはアルコリシスしやすいもの、たとえば水性
媒体に加水分解可能なようなものが(a)である場
合、ゲルを適当な非水性膨潤剤、例えばクロロホ
ルムで膨潤してもよい。ゲルをまた適当な非水性
膨潤剤で膨潤した後、水性媒体中で剪断してもよ
い。非水性膨潤剤はしばしばより大きな膨潤性を
提供し得る(例えば、クロロホルムは乾燥重量に
関して10倍(ten−fold)の膨潤を提供するが、
水は、37℃で、当量約3500のポリ(エチレンオキ
シド)の4倍の膨潤を提供する)そして、剪断お
よび乾燥後は比較的小さな粒子径となる。 (c)に関して、水性媒体中に膨潤されたホモまた
はコ(ポリエチレンオキシド)のように、温度上
昇につれてシネレシスを示す膨潤ゲルの場合、そ
の膨潤ゲルに剪断応力を掛ける温度の調節はゲル
の膨潤を少くでき、(a)、(b)、(d)、(e)および(f)のパ
ラメーターを一定にすれば、剪断され膨潤された
ゲルの平均乾燥粒子径を増大する。逆も可能であ
り、これは本発明の特に好ましい特徴である。 剪断は、適当には、ワーニングブレンダー
(Warning Blender)の如き工業的ミンサー
(mincer)またはブレンダー(blender)により
なされてもよい。粗い粉砕を最初に行つた後、特
定の大きさに微粉砕するのがしばしば便利であ
る。 その後、膨潤粒子状ゲルを乾燥してもよい。要
すれば便宜上膨潤剤中に混合してもよい活性物質
を含浸して後乾燥してもよい。 水性媒体中で膨潤されたホモおよびコ(エチレ
ンオキシド)からなり、温度上昇につれてシネレ
シスを示すゲル、明白にはヒドロゲルの場合、最
初の乾燥段階は膨潤され剪断されたゲルを湯例え
ば90〜100℃の温度で接触してもよい。シネレシ
スの結果ヒドロゲルの水含有量が減少する。所望
により前記乾燥は過の後に温かい空気の如き温
かい流体に接触することによつて行つてもよい。 当量が約1400以上を有し、非水性媒体中で膨潤
されたホモおよびコ(エチレンオキシド)から成
るゲル、明白にはヒドロゲルで、温度降下につれ
てシネレシスを示すものの場合、初期の乾燥段階
は膨潤され剪断されたゲルを、例えば、−25℃〜
25℃、好ましは−20℃〜0℃で冷却し、ここで、
ゲルが結晶化し膨潤剤を滲出してもよい。 本発明方法で調製された粒子状ゲル、特にヒド
ロゲルは多くの用途に使用される。例えば、おむ
つ、タンポン、失禁当て(incontinence pads)
および包帯中の吸収剤として;水性媒体を含むた
めのゲル化剤として、たとえば水性媒体が尿であ
るベツドパン(bedpan)または失禁バツク中
で;キヤリヤー、賦形剤および活性物質(例えば
英国特許明細書2047093、2047094号および
EP0000291B1に記載された肥料、滋養物、除草
剤、殺虫剤、香味剤および薬剤のごとき活性物
質)用搬送体(delivery mechani−sms)および
特にカプセル化放出調節経口投与薬において;土
壌コンデイシヨナー;乾燥食品、タバコ、紅茶ま
たはコーヒー等の保湿剤;および英国特許
1573201号記載の抽出剤に用いてもよい。 本出願人は同時出願の明細書第121959号、
121958号、121640/2号中に、傷口手当剤および
活性物質を含む放出調節組成物の調製に適したヒ
ドロゲルを記載した。そのヒドロゲルは(i)少くと
も一つの重合可能な環状(チオ)エーテルおよび
(ii)少くとも一つの親水性ホモまたはコポリマーか
ら誘導される重合部分を有する。 本発明の方法はそのような発明に用いるヒドロ
ゲルの調製に特に有用である。 特に、本発明方法は、アクロレインテトラマー
の如き不飽和環状エーテル類との反応により架橋
されたポリ(エチレンオキシド)部分を有するヒ
ドロゲルを実施に移す際に、ワーリングブレンダ
ーで短い粉砕時間で効果的に細かい粉末(平均直
径0.1mm〜0.2mmを有する)を製造する。 芳香族ジイソシアネートの如きイソシアネート
類との反応により架橋したポリ(エチレンオキシ
ド)部分を有するヒドロゲルの場合、粉砕の効果
を物理的発泡剤の偶然または意図した存在による
発泡により増大してもよい。発泡剤は小量(典型
的には反応体の1%以下)の(i)水(常養の方法で
イソシアネート基と反応して二酸化炭素を生成す
るもの、効果的発泡剤、および別のイソシアネー
トと反応して尿素基を形成するアミノ基)、(ii)不
活性低沸点液体(フレオンの如き塩素フツ素化炭
化水素が例とされるハロゲン化物の如きもの)、
または(iii)ビカーボネートの如き熱で分解する固体
物理的発泡剤から構成してもよい。 本発明方法は特に、粉砕にかかるエネルギーが
小さいという利点を有す。また生成物は医学的用
途の為特に清潔な状態に形成される。比較テスト
では無色の未膨潤ヒドロゲルを極低温粉砕で粉砕
した。広い範囲の粒子径分布の粉末が、粉細ミル
からの金属や他の含有物のためねずみ色や茶色に
形成された。(極低温粉砕はまた不経済である。)
本発明方法により生成された生成物は狭い範囲の
粒子径分布のきれいな白い粉末であり、同時に明
細書外の物質からの屑または古典的方法における
エネルギー損失を軽減する。乾燥した生成物はさ
らさらしているが、現在市販のある種の球状粒子
を含有する粉末とは異つて、水を注ぐと物質表面
をすべることはない。さらに、膨潤工程は同時に
遊離のオリゴマー/およびモノマーの抽出を可能
にする。 時折極めて細い粒子(0.05mm〜0.2mm)の凝集
塊が乾燥により生じ得るが、乾燥ボールミルにか
けることにより克服できる。 本発明を図面を参照して、実施例によりさらに
詳細に説明する。 第1図は全工程の模式的フローチヤートであ
る。 第2図は乾燥工程の模式的詳細図である。 図中、反応器1でポリ(エチレンオキシド)ゲ
ルを塊状重合で製造する。ゲルを膨潤タンク2に
運び、塊状のまま一晩水又は非水性膨潤剤に接触
し、膨潤させる。過剰の水と非水性膨潤剤と供に
膨潤ゲルを熱交換器3を通過させて特定の温度に
し、粗い粉砕段階4および微粉砕段階5の粉砕の
後所望の粒子径にする。次に粉砕スラリーを熱交
換器6に運び、膨潤ゲルから水または非水性膨潤
剤をシネレシスを行うように100℃に加熱するか、
−25℃に冷却する。(6が100℃の場合6から出た
熱交換液体は閉回路を通り3に送つてもよい。)
6を離れたより膨潤されていないゲルを連続乾燥
器7で乾燥し、さらさらの粉末にする。次の篩分
け部8を通し、特定の粒子径分布の粉砕生成物に
する。 第2図の特別の実施態様において、5を出た粉
砕されたスラリーをガイド9により6中のエンド
レスベルト(endless belt)10に落とす。100
℃の水がポイント11から6に入り、ポイント1
2から冷却された水を排出する。その後6を出た
より少く膨潤したゲルは7に落とされ、ここで特
定径の振動篩13にかけられる。篩分けられたゲ
ルは静止保持メツシユ13を通るが、過剰の水は
ライン15を通つて吸引除去する。篩分けられた
ゲルはひき続き水を切り、次にライン16から温
風を送つて乾燥する。最後に乾燥ゲルはライン1
7を通つて二次加工部(図示していない)に空気
で送られる。 本発明を以下の実施例により説明するが、どの
場合もゲルを粉砕の前に完全に膨潤する。ゲル粒
子径は乾燥粒子をいい、メツシユ径は粉砕される
べき膨潤ポリマー供給原料に表われるメツシユを
いう。 ゲルを真空フイルター上で1分間沸騰水処理で
最初に乾燥し、そのフイルター上で空気で乾燥し
た。次いで、100℃で空気乾燥器を通して完全に
乾燥した。 乾燥粒子径を英国標準BS410/43に従つて真ち
ゆう篩を用いて測定する。 実施例 1 最初にウレタン基により架橋されたポリエチレ
ンオキシドヒドロゲルを、ポリ(エチレンオキシ
ド)(n=8307)と1,2,6−ヘキサントリ
オールおよびハイレンW(Hylene W)(ビス−
(4′−イソシアナトシクロヘキシル)メタン)を
本質上英国特許明細書2047093Aの実施例1に記
載されたモル比4:3:8.5で反応することによ
り得た。 ヒドロゲルの膨潤曲線(膨潤の程度とこれに対
応する時間を示唆する)を、20℃の一定の周囲温
度で時間に対する水比をプロツトすることにより
得た。(水比はその温度でポリマーによつて吸収
された水の重量とポリマーの乾燥重量の比であ
る。)このケースの場合、平衝水比は3.5であるこ
とがわかりそれは6時間後に達せられた(3資料
平均)。 次に膨潤ゲルの資料を英国製リキツダイザー
(liquidiser)(ケンウツド「シエフ」Kenwood
“Chef”)中で定リキツダイジング(liquidising)
シアー(13500rpm)、容量およびポリマー:氷:
水の重量比(1:1:1)で、時間を変えて液状
にした(liquidise)。5つの資料グループをそれ
ぞれ1、3、5、7および10分間合計25の試験体
を液状にした(表1参照)。資料重量の百分率を
維持して剪断時間を増すと、粗い粒子(即ち、1
mm以上の平均直径)が増し、これに伴い微細粒子
の量が減少することが解つた。また、1分および
3分の剪断時間では資料重量の最大百分率を有す
る画分は、すべて粗いが、5分および7分の剪断
時間では前記画分は699μ〜1003μの画分に存し、
10分の剪断時間では500μ〜699μの画分に存在す
ることも解つた。 これらの結果は微細な粒子を増加させるために
は剪断時間の増加が望しいことを示している。 実施例 2 実施例1に準じて調製した膨潤ヒドロゲルの資
料を、同じリキツダイザーを用いて異つた刃スピ
ードで、但し一定の液化時間(1分)、体積およ
びポリマー:氷:水の重量比(1:1:1)で液
状にした。5の資料グループをそれぞれ4000、
5500、8000、10500および13500rpmの刃スピード
で合計25個の試験体を液状にした(表2参照)。
次の事が解つた。資料重量の百分率を維持して刃
スピードを増すにつれて粗い粒子(即ち、この場
合は、2.4mm以上の平均直径)は減少し、同時に
微細粒子の量が増した。3種類の最も高い刃スピ
ードでは試料重量の最大百分率(百分率は刃スピ
ードと共に増大する)をしめる画分は、いずれの
場合も1303μ〜1405μであつた。最も高い刃スピ
ードではこの画分は資料の約35重量%をしめ、50
重量%以上のものが2000μ以下であつた。 これらの結果は微細粒子を増加させるためには
剪断を増すのが望ましいことを示している。 実施例 3 実施例1と同様にして調製した、膨潤ヒドロゲ
ルの資料を同じリキシダイザーを用いて、液化時
間(10分)、剪断(13500rpm)および容量を一定
にして、ポリマー:氷:水の重量比を変化して液
状にした。資料はそれぞれのポリマー:水:氷の
重量比を4:1:1、3:1:1、2:1:1、
および1:1:1で実験し、合計4回の実験運転
を行つた(表3を参照)。比率が増大して適切な
値、約3:1:1に近づくとサンプル重量の百分
率が変化し、微細粒子が最も多くなる。3:1:
1資料は500μ〜600μの画分で資料の重量約60%
を与えるが、4:1:1資料では599μ〜1003μで
約60%の資料重量を与える。他の2つの資料は小
さな粒子の収率が悪く1003μより上で高い資料重
量を与える。 これらの結果は高いポリマー:水:氷比ではあ
るが得られた混合物の粘度が剪断力を低下させる
程には高くない比(この場合4:1:1と考えら
れる)を用いるのが望ましいことを示している。 実施例 4 実施例1と同様にして調製した異なつた容量の
膨潤ヒドロゲルの資料を用いて、同じリキツダイ
ザー中で、一定の液化時間(10分)、剪断
(13500rpm)およびポリマー:氷:水の重量比
(2:1:1)を一定に保つて液状にし、「スケー
ルアツプ(scale−up)」効果が現われるか確かめ
た。各々363、487、603および823gのポリマー重
量に対応する容量を有する資料をそれぞれ合計4
回の実験運転で液状にした。資料重量の百分率を
維持して資料の容量を増すにつれて粗い粒子(即
ち、1mm以上の平均直径)が増加することがわか
つた。しかしながら、どの画分においても微細粒
子の量の対応する減少は大きくない。例えば、
500μ〜600μの画分は363、487、603および823g
の資料をそれぞれ約38%、36%、31%および27%
の資料重量を含有した。 従つて、これらはより大きな容量の資料を用い
ることがより経済的であるという結果を示すが、
微細粒子として得られる資料重量百分率が減少す
るにつれ単位時間に産する微細粒子の実際の重量
は大きくなる。 実施例 5 本実施例では、前記液化処理した画分を供給材
料として、異なつたメツシユ径を得るため供給プ
レート間にワイヤーメツシユを挿入して変更した
英国製ミンサー(ケンウツド「シエフ」
(Kenwood“Chef”))を用いて押し出した。結果
を表5に示す。これらは数種のメツシユがメツシ
ユ径以下の各々の供給原料の主要な量を減少する
作用を示したが、メツシユ径が小さい場合凝集が
起こるかもしれないことがわかる。加熱によりポ
リマーのシネレシスが起こることもあり、この場
合、粉砕が困難になるばかりでなく望む径に乾燥
することも困難になる。 実施例 6 不飽和環状エーテル基との反応により架橋した
ポリエチレンオキシドヒドロゲルを、550gのポ
リエチレングリコール(n=7000)と21.06g
の1,2,6−ヘキサントリオールおよび126.68
gのアクロレインテトラマー、3,4−ジヒドロ
−2Hピラン−2−メチル−(3,4−ジヒドロ−
2Hピラン−2−カルボキシレート)との反応に
より調製する。反応物はアクロレインテトラマー
の80%過剰を用いることから化学量論的モル比で
ある1:2:4とは異なつた。反応は0.7gの無
水塩化第二鉄、即ち、反応物の0.1重量%の添加
により開始した。 塩化第二鉄触媒を90℃でトリオールに溶解し、
ジヒドロピランと乾燥溶融ポリエチレングリコー
ルを添加して、反応物を完全に混合した。急速に
ゲル化し、重合は90℃で4時間の硬化により完了
した。 完全に膨潤したゲルをそれと同量の水と混合
し、英国製リキツダイザー(ケンウツド「シエ
フ」)で13500rpmで10分間液状にした。ゲル粒子
を篩分けし、沸騰水で処理した後、温風を循環さ
せた。 乾燥粒子を篩により大きさを整えた。典型的な
分布を以下に示す。
関する。 ゲルを用いる用途において、ゲルは粒子状であ
ることがより便利である。通常そのような粒子状
ゲルの調製は、乳化または懸濁重合で調製される
がこの方法では分離と液処理という問題がある。
塊状重合法は上記問題がないかまたは少ないが生
成したゲルはより塊状である。 本発明は、(i)ゲルに膨潤剤を接触させ、(ii)該膨
潤ゲルに剪断力をかけ粒状に粉砕することを特徴
とする粒子状ゲルの調製法を提供する。ここで用
いる「ゲル」の語は、所定の溶液に可溶というよ
りはむしろ膨潤可能な重合体を意味する。通常、
必須ではないが、重合体を膨潤可能にするには化
学的架橋により行つてもよい。かわりに、重合体
が高分子量物質の場合にはこれをもつれた網目状
構造内に取り込んでもよく、また疎水ブロツクを
形成し、両親媒性物質にしてもよい。 本発明の特に好ましい形態に従えば、ゲルはヒ
ドロゲルであり、膨潤剤は水を含有し、要すれば
1種または2種以上の極性液体、例えば、エタノ
ールのような炭素数1〜4のアルカノールを混合
してもよい。しかし、価格と有用性の点からヒド
ロゲルを実質上水からなる膨潤剤で膨潤するのが
好ましい。その場合ヒドロゲルが水性媒体に容易
に加水分解するものはのぞかれる。しかしなが
ら、ヒドロゲルが非水性溶媒、特にクロロホルム
の如き非水性極性溶媒でも膨潤可能であるという
ことも注目に値する。 ヒドロゲルは、(a)(メタ)アクリル酸、(メタ)
アクリルアミドまたは未置換若しくは水酸基置換
エチルもしくはプロピル(メタ)アクリレート、
または(メタ)アクリル酸のポリ(オキシエチレ
ンエステル)、(b)置換もしくは未置換の3〜6員
環を有する環状モノもしくはポリエーテルまたは
3員環をを有する環状イミン、または、(c)置換も
しくは未置換ビニルアルコール、アルデヒド、エ
ーテル、アセタール、ケトン、エステル、または
置換もしくは未置換N−ビニル複素環式化合物、
で示されるモノマー類の少くとも一種から誘導さ
れる残留物から構成される親水性ホモまたはコポ
リマーを含有する。 本明細書中で用いる「(メタ)アクリル」とは
「メタクリル」または「アクリル」または両者を
含有する共重合体を意味する。 (b)で示されるモノマーには、エポキシド類例え
ばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,
2−エポキシブタン、2,3−エポキシブタン、
グリシジルエーテル類、N−(2,3−エポキシ
プロピル)−ピロリドンの如きN−(エポキシ置
換)複素環式化合物類;自身は環状エーテルでは
ないがそれらから誘導されるホモおよびコポリマ
ーはそうであるエピハロヒドリン類例えばエピフ
ルオロヒドリン、エピクロロヒドリンおよびエピ
ブロモヒドリンが挙げられる。他の環状モノーま
たはポリエーテルにはオキセタン、テトラヒドロ
フラン、ジヒドロピラン、ジオキソランおよびト
リオキサンが挙げられる。それらから誘導される
ホモおよびコポリマーには、部分的に炭素数1〜
4のアルキルエーテル化されたセルロース類およ
び澱粉類、イソシアネートまたはポリオキシメチ
レンの如き不飽和環状エーテル基との反応により
架橋してもよいホモまたはコポリ(アルキレンオ
キシド類)、ポリエチレングリコールおよびポリ
プロピレングリコール、およびそれらとマレイン
酸の如きジカルボン酸とのポリエステル類が挙げ
られる。 (c)で示されるモノマー種にはメチルおよびエチ
ルビニルエーテル、メチルビニルケトン、メタリ
ルアルコール、N−ビニルピロリドン、N−ビニ
ルカルバゾール、N−ビニルピロリジン、N−ビ
ニルオキサゾール、N−ビニルメチルオキサゾリ
ドン、ビニルホルマール、ビニルブチラール、ビ
ニルメトキシアセタールが挙げられる。それらか
ら誘導されるホモおよびコポリマーにはポリビニ
ルアセテートおよびポリビニルアルコールが挙げ
られる。 本発明方法はシネレシス(synersis)を示すホ
モまたはコポリマーに適当である。例としてはホ
モまたはコ(ポリエチレンオキシド)が挙けられ
るが、本発明方法に特に適当なものはポリ(エチ
レンオキシド)である。ここで用いる「シネレシ
ス」の語は膨潤ゲルの温度を変えると膨潤ゲルか
ら少くともある膨潤剤が自然に滲出することを意
味する。水性溶媒およびある種の非水溶媒(例え
ばホルムアミドおよび酢酸)で膨潤されたホモお
よびコ(ポリエチレンオキシド)の場合にはシネ
レシスは温度の上昇につれて起こるが非水溶媒で
膨潤された該ポリマーでは一般にシネレシスは温
度の降下につれて起こる。 本発明方法は実質上「微粉(fines)」を有しな
い狭い粒子径分布の、典型的には0.05mm〜7mm、
好ましくは0.1mm〜5mmの平均粒子径をもつ粒子
状ゲルを提供することおよび極めて正確な平均粒
子径の調節は1つまたはそれ以上のパラメータ
ー、即ち(a)ゲルの組成物、(b)膨潤剤の組成物、(c)
膨潤ゲルに剪断応力を掛ける温度、(d)剪断率、(e)
剪断力、(f)剪断手段の種類および構成、および(g)
剪断の持続を適当に調節して達成してもよいこと
がわかる。 (a)に関し、ゲル組成物は通常該ゲルを用いる用
途により決定する。しかしながら、疎水成分また
は化学的架橋の量を相対的に増やせば、水性媒体
との接触により生ずる膨潤量が減少し、(b)〜(g)の
パラメーターを一定にすれば、剪断膨潤ゲルの平
均粒子径を増加させる。逆の関係もまた成り立
つ。 (b)に関し、膨潤剤の組成物は、(a)と(c)〜(g)のパ
ラメーターを一定にすれば、膨潤の程度と剪断お
よび膨潤されたゲルの粒子径を制御できる。例え
ば水性膨潤剤中の炭素数3または4のアルカノー
ル量を(ヒドロゲルポリマーに関して)相対的に
増大すれば膨潤量は減少し、剪断され膨潤された
ゲルの平均粒子径は増大する。しかしながら、対
照的にエタノール/水混合物の比を組成物重量で
ほぼ1:1に近づけることにより、膨潤剤として
の水に関する膨潤量が少し増大し、剪断し膨潤し
たゲルの平均粒子径は減少する。ゲルが加水分解
またはアルコリシスしやすいもの、たとえば水性
媒体に加水分解可能なようなものが(a)である場
合、ゲルを適当な非水性膨潤剤、例えばクロロホ
ルムで膨潤してもよい。ゲルをまた適当な非水性
膨潤剤で膨潤した後、水性媒体中で剪断してもよ
い。非水性膨潤剤はしばしばより大きな膨潤性を
提供し得る(例えば、クロロホルムは乾燥重量に
関して10倍(ten−fold)の膨潤を提供するが、
水は、37℃で、当量約3500のポリ(エチレンオキ
シド)の4倍の膨潤を提供する)そして、剪断お
よび乾燥後は比較的小さな粒子径となる。 (c)に関して、水性媒体中に膨潤されたホモまた
はコ(ポリエチレンオキシド)のように、温度上
昇につれてシネレシスを示す膨潤ゲルの場合、そ
の膨潤ゲルに剪断応力を掛ける温度の調節はゲル
の膨潤を少くでき、(a)、(b)、(d)、(e)および(f)のパ
ラメーターを一定にすれば、剪断され膨潤された
ゲルの平均乾燥粒子径を増大する。逆も可能であ
り、これは本発明の特に好ましい特徴である。 剪断は、適当には、ワーニングブレンダー
(Warning Blender)の如き工業的ミンサー
(mincer)またはブレンダー(blender)により
なされてもよい。粗い粉砕を最初に行つた後、特
定の大きさに微粉砕するのがしばしば便利であ
る。 その後、膨潤粒子状ゲルを乾燥してもよい。要
すれば便宜上膨潤剤中に混合してもよい活性物質
を含浸して後乾燥してもよい。 水性媒体中で膨潤されたホモおよびコ(エチレ
ンオキシド)からなり、温度上昇につれてシネレ
シスを示すゲル、明白にはヒドロゲルの場合、最
初の乾燥段階は膨潤され剪断されたゲルを湯例え
ば90〜100℃の温度で接触してもよい。シネレシ
スの結果ヒドロゲルの水含有量が減少する。所望
により前記乾燥は過の後に温かい空気の如き温
かい流体に接触することによつて行つてもよい。 当量が約1400以上を有し、非水性媒体中で膨潤
されたホモおよびコ(エチレンオキシド)から成
るゲル、明白にはヒドロゲルで、温度降下につれ
てシネレシスを示すものの場合、初期の乾燥段階
は膨潤され剪断されたゲルを、例えば、−25℃〜
25℃、好ましは−20℃〜0℃で冷却し、ここで、
ゲルが結晶化し膨潤剤を滲出してもよい。 本発明方法で調製された粒子状ゲル、特にヒド
ロゲルは多くの用途に使用される。例えば、おむ
つ、タンポン、失禁当て(incontinence pads)
および包帯中の吸収剤として;水性媒体を含むた
めのゲル化剤として、たとえば水性媒体が尿であ
るベツドパン(bedpan)または失禁バツク中
で;キヤリヤー、賦形剤および活性物質(例えば
英国特許明細書2047093、2047094号および
EP0000291B1に記載された肥料、滋養物、除草
剤、殺虫剤、香味剤および薬剤のごとき活性物
質)用搬送体(delivery mechani−sms)および
特にカプセル化放出調節経口投与薬において;土
壌コンデイシヨナー;乾燥食品、タバコ、紅茶ま
たはコーヒー等の保湿剤;および英国特許
1573201号記載の抽出剤に用いてもよい。 本出願人は同時出願の明細書第121959号、
121958号、121640/2号中に、傷口手当剤および
活性物質を含む放出調節組成物の調製に適したヒ
ドロゲルを記載した。そのヒドロゲルは(i)少くと
も一つの重合可能な環状(チオ)エーテルおよび
(ii)少くとも一つの親水性ホモまたはコポリマーか
ら誘導される重合部分を有する。 本発明の方法はそのような発明に用いるヒドロ
ゲルの調製に特に有用である。 特に、本発明方法は、アクロレインテトラマー
の如き不飽和環状エーテル類との反応により架橋
されたポリ(エチレンオキシド)部分を有するヒ
ドロゲルを実施に移す際に、ワーリングブレンダ
ーで短い粉砕時間で効果的に細かい粉末(平均直
径0.1mm〜0.2mmを有する)を製造する。 芳香族ジイソシアネートの如きイソシアネート
類との反応により架橋したポリ(エチレンオキシ
ド)部分を有するヒドロゲルの場合、粉砕の効果
を物理的発泡剤の偶然または意図した存在による
発泡により増大してもよい。発泡剤は小量(典型
的には反応体の1%以下)の(i)水(常養の方法で
イソシアネート基と反応して二酸化炭素を生成す
るもの、効果的発泡剤、および別のイソシアネー
トと反応して尿素基を形成するアミノ基)、(ii)不
活性低沸点液体(フレオンの如き塩素フツ素化炭
化水素が例とされるハロゲン化物の如きもの)、
または(iii)ビカーボネートの如き熱で分解する固体
物理的発泡剤から構成してもよい。 本発明方法は特に、粉砕にかかるエネルギーが
小さいという利点を有す。また生成物は医学的用
途の為特に清潔な状態に形成される。比較テスト
では無色の未膨潤ヒドロゲルを極低温粉砕で粉砕
した。広い範囲の粒子径分布の粉末が、粉細ミル
からの金属や他の含有物のためねずみ色や茶色に
形成された。(極低温粉砕はまた不経済である。)
本発明方法により生成された生成物は狭い範囲の
粒子径分布のきれいな白い粉末であり、同時に明
細書外の物質からの屑または古典的方法における
エネルギー損失を軽減する。乾燥した生成物はさ
らさらしているが、現在市販のある種の球状粒子
を含有する粉末とは異つて、水を注ぐと物質表面
をすべることはない。さらに、膨潤工程は同時に
遊離のオリゴマー/およびモノマーの抽出を可能
にする。 時折極めて細い粒子(0.05mm〜0.2mm)の凝集
塊が乾燥により生じ得るが、乾燥ボールミルにか
けることにより克服できる。 本発明を図面を参照して、実施例によりさらに
詳細に説明する。 第1図は全工程の模式的フローチヤートであ
る。 第2図は乾燥工程の模式的詳細図である。 図中、反応器1でポリ(エチレンオキシド)ゲ
ルを塊状重合で製造する。ゲルを膨潤タンク2に
運び、塊状のまま一晩水又は非水性膨潤剤に接触
し、膨潤させる。過剰の水と非水性膨潤剤と供に
膨潤ゲルを熱交換器3を通過させて特定の温度に
し、粗い粉砕段階4および微粉砕段階5の粉砕の
後所望の粒子径にする。次に粉砕スラリーを熱交
換器6に運び、膨潤ゲルから水または非水性膨潤
剤をシネレシスを行うように100℃に加熱するか、
−25℃に冷却する。(6が100℃の場合6から出た
熱交換液体は閉回路を通り3に送つてもよい。)
6を離れたより膨潤されていないゲルを連続乾燥
器7で乾燥し、さらさらの粉末にする。次の篩分
け部8を通し、特定の粒子径分布の粉砕生成物に
する。 第2図の特別の実施態様において、5を出た粉
砕されたスラリーをガイド9により6中のエンド
レスベルト(endless belt)10に落とす。100
℃の水がポイント11から6に入り、ポイント1
2から冷却された水を排出する。その後6を出た
より少く膨潤したゲルは7に落とされ、ここで特
定径の振動篩13にかけられる。篩分けられたゲ
ルは静止保持メツシユ13を通るが、過剰の水は
ライン15を通つて吸引除去する。篩分けられた
ゲルはひき続き水を切り、次にライン16から温
風を送つて乾燥する。最後に乾燥ゲルはライン1
7を通つて二次加工部(図示していない)に空気
で送られる。 本発明を以下の実施例により説明するが、どの
場合もゲルを粉砕の前に完全に膨潤する。ゲル粒
子径は乾燥粒子をいい、メツシユ径は粉砕される
べき膨潤ポリマー供給原料に表われるメツシユを
いう。 ゲルを真空フイルター上で1分間沸騰水処理で
最初に乾燥し、そのフイルター上で空気で乾燥し
た。次いで、100℃で空気乾燥器を通して完全に
乾燥した。 乾燥粒子径を英国標準BS410/43に従つて真ち
ゆう篩を用いて測定する。 実施例 1 最初にウレタン基により架橋されたポリエチレ
ンオキシドヒドロゲルを、ポリ(エチレンオキシ
ド)(n=8307)と1,2,6−ヘキサントリ
オールおよびハイレンW(Hylene W)(ビス−
(4′−イソシアナトシクロヘキシル)メタン)を
本質上英国特許明細書2047093Aの実施例1に記
載されたモル比4:3:8.5で反応することによ
り得た。 ヒドロゲルの膨潤曲線(膨潤の程度とこれに対
応する時間を示唆する)を、20℃の一定の周囲温
度で時間に対する水比をプロツトすることにより
得た。(水比はその温度でポリマーによつて吸収
された水の重量とポリマーの乾燥重量の比であ
る。)このケースの場合、平衝水比は3.5であるこ
とがわかりそれは6時間後に達せられた(3資料
平均)。 次に膨潤ゲルの資料を英国製リキツダイザー
(liquidiser)(ケンウツド「シエフ」Kenwood
“Chef”)中で定リキツダイジング(liquidising)
シアー(13500rpm)、容量およびポリマー:氷:
水の重量比(1:1:1)で、時間を変えて液状
にした(liquidise)。5つの資料グループをそれ
ぞれ1、3、5、7および10分間合計25の試験体
を液状にした(表1参照)。資料重量の百分率を
維持して剪断時間を増すと、粗い粒子(即ち、1
mm以上の平均直径)が増し、これに伴い微細粒子
の量が減少することが解つた。また、1分および
3分の剪断時間では資料重量の最大百分率を有す
る画分は、すべて粗いが、5分および7分の剪断
時間では前記画分は699μ〜1003μの画分に存し、
10分の剪断時間では500μ〜699μの画分に存在す
ることも解つた。 これらの結果は微細な粒子を増加させるために
は剪断時間の増加が望しいことを示している。 実施例 2 実施例1に準じて調製した膨潤ヒドロゲルの資
料を、同じリキツダイザーを用いて異つた刃スピ
ードで、但し一定の液化時間(1分)、体積およ
びポリマー:氷:水の重量比(1:1:1)で液
状にした。5の資料グループをそれぞれ4000、
5500、8000、10500および13500rpmの刃スピード
で合計25個の試験体を液状にした(表2参照)。
次の事が解つた。資料重量の百分率を維持して刃
スピードを増すにつれて粗い粒子(即ち、この場
合は、2.4mm以上の平均直径)は減少し、同時に
微細粒子の量が増した。3種類の最も高い刃スピ
ードでは試料重量の最大百分率(百分率は刃スピ
ードと共に増大する)をしめる画分は、いずれの
場合も1303μ〜1405μであつた。最も高い刃スピ
ードではこの画分は資料の約35重量%をしめ、50
重量%以上のものが2000μ以下であつた。 これらの結果は微細粒子を増加させるためには
剪断を増すのが望ましいことを示している。 実施例 3 実施例1と同様にして調製した、膨潤ヒドロゲ
ルの資料を同じリキシダイザーを用いて、液化時
間(10分)、剪断(13500rpm)および容量を一定
にして、ポリマー:氷:水の重量比を変化して液
状にした。資料はそれぞれのポリマー:水:氷の
重量比を4:1:1、3:1:1、2:1:1、
および1:1:1で実験し、合計4回の実験運転
を行つた(表3を参照)。比率が増大して適切な
値、約3:1:1に近づくとサンプル重量の百分
率が変化し、微細粒子が最も多くなる。3:1:
1資料は500μ〜600μの画分で資料の重量約60%
を与えるが、4:1:1資料では599μ〜1003μで
約60%の資料重量を与える。他の2つの資料は小
さな粒子の収率が悪く1003μより上で高い資料重
量を与える。 これらの結果は高いポリマー:水:氷比ではあ
るが得られた混合物の粘度が剪断力を低下させる
程には高くない比(この場合4:1:1と考えら
れる)を用いるのが望ましいことを示している。 実施例 4 実施例1と同様にして調製した異なつた容量の
膨潤ヒドロゲルの資料を用いて、同じリキツダイ
ザー中で、一定の液化時間(10分)、剪断
(13500rpm)およびポリマー:氷:水の重量比
(2:1:1)を一定に保つて液状にし、「スケー
ルアツプ(scale−up)」効果が現われるか確かめ
た。各々363、487、603および823gのポリマー重
量に対応する容量を有する資料をそれぞれ合計4
回の実験運転で液状にした。資料重量の百分率を
維持して資料の容量を増すにつれて粗い粒子(即
ち、1mm以上の平均直径)が増加することがわか
つた。しかしながら、どの画分においても微細粒
子の量の対応する減少は大きくない。例えば、
500μ〜600μの画分は363、487、603および823g
の資料をそれぞれ約38%、36%、31%および27%
の資料重量を含有した。 従つて、これらはより大きな容量の資料を用い
ることがより経済的であるという結果を示すが、
微細粒子として得られる資料重量百分率が減少す
るにつれ単位時間に産する微細粒子の実際の重量
は大きくなる。 実施例 5 本実施例では、前記液化処理した画分を供給材
料として、異なつたメツシユ径を得るため供給プ
レート間にワイヤーメツシユを挿入して変更した
英国製ミンサー(ケンウツド「シエフ」
(Kenwood“Chef”))を用いて押し出した。結果
を表5に示す。これらは数種のメツシユがメツシ
ユ径以下の各々の供給原料の主要な量を減少する
作用を示したが、メツシユ径が小さい場合凝集が
起こるかもしれないことがわかる。加熱によりポ
リマーのシネレシスが起こることもあり、この場
合、粉砕が困難になるばかりでなく望む径に乾燥
することも困難になる。 実施例 6 不飽和環状エーテル基との反応により架橋した
ポリエチレンオキシドヒドロゲルを、550gのポ
リエチレングリコール(n=7000)と21.06g
の1,2,6−ヘキサントリオールおよび126.68
gのアクロレインテトラマー、3,4−ジヒドロ
−2Hピラン−2−メチル−(3,4−ジヒドロ−
2Hピラン−2−カルボキシレート)との反応に
より調製する。反応物はアクロレインテトラマー
の80%過剰を用いることから化学量論的モル比で
ある1:2:4とは異なつた。反応は0.7gの無
水塩化第二鉄、即ち、反応物の0.1重量%の添加
により開始した。 塩化第二鉄触媒を90℃でトリオールに溶解し、
ジヒドロピランと乾燥溶融ポリエチレングリコー
ルを添加して、反応物を完全に混合した。急速に
ゲル化し、重合は90℃で4時間の硬化により完了
した。 完全に膨潤したゲルをそれと同量の水と混合
し、英国製リキツダイザー(ケンウツド「シエ
フ」)で13500rpmで10分間液状にした。ゲル粒子
を篩分けし、沸騰水で処理した後、温風を循環さ
せた。 乾燥粒子を篩により大きさを整えた。典型的な
分布を以下に示す。
【表】
粒子を凝集しているが、これは別の方法で容易
に小さくできた。例えば、モーターや乳棒を用い
て420μ以上の粒子を軽く手動でグラインドし、
このレベル以下の大きさにした。 この粉末は容易に水を吸収する。水:乾燥粉末
の比が4.5である乾燥ヒドロゲル3g上にメスシ
リンダーから注ぐことにより13.5mlの水が吸収さ
れた。 実施例 7 ヒドロゲルを67.8gのポリエチレングリコール
(n=7000)、2.60gの1,2,6−ヘキサント
リオールおよび10.42gのアクロレインテトラマ
ー、即ち、20%過剰のジヒドロピランを用いて実
施例1に記載したように調製した。 ヒドロゲルは水中で膨潤して崩壊する傾向があ
り、容易に粉砕した。従つて、水と膨潤ゲルの
50:50混合物をケンウツドシエフの最高スピード
で20分間液状にし、極めて微細の粒子の泡立つた
分散液を生成し、これが100μの領域にあること
を光学顕微鏡で測定した。5分間、最高スピード
で液状することにより作られた少し粗い分散液を
ロ過し、凝集した小さな分離粒子のロ過ケーキ
と、硬い角状物質とを得た。
に小さくできた。例えば、モーターや乳棒を用い
て420μ以上の粒子を軽く手動でグラインドし、
このレベル以下の大きさにした。 この粉末は容易に水を吸収する。水:乾燥粉末
の比が4.5である乾燥ヒドロゲル3g上にメスシ
リンダーから注ぐことにより13.5mlの水が吸収さ
れた。 実施例 7 ヒドロゲルを67.8gのポリエチレングリコール
(n=7000)、2.60gの1,2,6−ヘキサント
リオールおよび10.42gのアクロレインテトラマ
ー、即ち、20%過剰のジヒドロピランを用いて実
施例1に記載したように調製した。 ヒドロゲルは水中で膨潤して崩壊する傾向があ
り、容易に粉砕した。従つて、水と膨潤ゲルの
50:50混合物をケンウツドシエフの最高スピード
で20分間液状にし、極めて微細の粒子の泡立つた
分散液を生成し、これが100μの領域にあること
を光学顕微鏡で測定した。5分間、最高スピード
で液状することにより作られた少し粗い分散液を
ロ過し、凝集した小さな分離粒子のロ過ケーキ
と、硬い角状物質とを得た。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
* 凝集によると信じられる
第1図は全工程の模式的フローチヤートであ
る。第2図は乾燥工程の模式的詳細図である。
る。第2図は乾燥工程の模式的詳細図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (i)ゲルを膨潤剤と接触させ、(ii)該膨潤ゲルを
剪断応力にかけて粒状に粉砕することを特徴とす
る粒子状ゲルの製法。 2 ゲルがヒドロゲルであり、膨潤剤が水を含有
する第1項記載の方法。 3 膨潤剤が実質上水から成る第2項記載の方
法。 4 ヒドロゲルが、下記モノマー群:(a)(メタ)
アクリル酸、(メタ)アクリルアミドまたは未置
換もしくは水酸基置換エチルもしくはプロピル
(メタ)アクリレート、または(メタ)アクリル
酸のポリ(オキシエチレン)エステル、(b)3〜6
員環を有する置換もしくは未置換の環状モノもし
くはポリエーテル、または(c)置換もしくは未置換
ビニルアルコール、アルデヒド、エーテル、アセ
タール、ケトン、エステルまたは置換もしくは未
置換N−ビニル複素環式化合物:の少くとも一種
から誘導される残基を有する親水性ホモまたはコ
ポリマーを有する第2または3項記載の方法。 5 ゲルがシネレシス(Syneresis)を示す第1
〜4項いずれかに記載の方法。 6 ヒドロゲルがホモまたはコポリ(アルキレン
オキシド)からなる第1〜5項いずれかに記載の
方法。 7 ポリ(アルキレンオキシド)がイソシアネー
トまたは不飽和環状エーテル基との反応により架
橋される第6項記載の方法。 8 ヒドロゲルがポリ(エチレンオキシド)を有
する第6または7項記載の方法。 9 膨潤ゲルに剪断応力を掛ける温度が所望の平
均粒子径を与えるように調節する第1〜8項いず
れかに記載の方法。 10 活性物質が膨潤物質に導入される第1〜9
項いずれかに記載の方法。 11 膨潤粒子状ゲルを乾燥する第1〜10項い
ずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8118087 | 1981-06-12 | ||
| GB8118087 | 1981-06-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS585331A JPS585331A (ja) | 1983-01-12 |
| JPH0334491B2 true JPH0334491B2 (ja) | 1991-05-22 |
Family
ID=10522463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57101272A Granted JPS585331A (ja) | 1981-06-12 | 1982-06-12 | 粒子状ゲルの製法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
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